某校同學(xué)在研究用電器的電功率時(shí)連接了如圖所示的電路,電路中電源兩端電壓保持不變.當(dāng)閉合開關(guān)S1滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到a時(shí),閉合開關(guān)S2、S3與斷開S2、S3,電流表的變化范圍為0.4A~0.1A,電壓表的變化范圍為6V~4V;當(dāng)斷開開關(guān)S2和S3,滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到距a點(diǎn)時(shí)小燈泡L正常發(fā)光.求:
(1)小燈泡L的額定功率
(2)當(dāng)開關(guān)S2和S3都閉合時(shí),電路消耗的最小功率.
解:(1)當(dāng)閉合開關(guān)S1滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到a端,閉合開關(guān)S2、S3時(shí),滑動(dòng)變阻器與R并聯(lián),此時(shí)電流表示數(shù)為I并=0.4A,電壓表為電源電壓U=6V;
當(dāng)閉合開關(guān)S1滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到a端,斷開S2、S3時(shí),滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián),此時(shí)電流表示數(shù)為I串=0.1A,電壓表示數(shù)為Uab=4V,所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值Rab===40Ω,
此時(shí)燈泡分得的電壓UL=U-Uab=6V-4V=2V,
燈泡的電阻RL===20Ω,
當(dāng)斷開開關(guān)S2和S3,滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到距a點(diǎn)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為==20Ω=RL,
所以小燈泡額定電壓U額===3V,
所以小泡L的額定功燈率P額===0.45W.
答:小燈泡的額定功率為0.45W.
(2)當(dāng)開關(guān)S2和S3都閉合時(shí),滑片在a端電路消耗的功率最小,為P=UI并=6V×0.4A=2.4W.
答:當(dāng)開關(guān)S2和S3都閉合時(shí),電路消耗的最小功率為2.4W.
(1)當(dāng)閉合開關(guān)S1滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到a端,閉合開關(guān)S2、S3時(shí),滑動(dòng)變阻器與R并聯(lián),L被短路,此時(shí)電流表示數(shù)為0.4A,電壓表為6V;
當(dāng)閉合開關(guān)S1滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到a端,斷開S2、S3時(shí),滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián),此時(shí)電流表示數(shù)為0.1A,電壓表示數(shù)為4V;
根據(jù)串、并聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律結(jié)合歐姆定律可先求出滑動(dòng)變阻器的增大阻值和小燈泡的電阻;再根據(jù)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)滑片位置可求出燈泡的額定電壓和額定功率.
(2)當(dāng)開關(guān)S2和S3都閉合時(shí),滑片在a端電路消耗的功率最小,根據(jù)P=UI求出功率.
點(diǎn)評(píng):此題考查電功率的計(jì)算,關(guān)鍵是正確分析開關(guān)斷開與閉合是電路的連接情況,本題的難點(diǎn)是計(jì)算電功率,重點(diǎn)是歐姆定律的應(yīng)用.
物理解題技巧分享:滑動(dòng)摩擦力:壓力粗糙成正比,滑動(dòng)大于滾動(dòng)的,勻速直線或靜止,根據(jù)平衡力來求。